Брак металлических изделий из-за оксидных пленок - это одна из существенных проблем в современной металлургии. Оксидная пленка чаще образуется на никелевых сплавах, в состав которых входят алюминий и хром. Также оксидная пленка может искажать показания измерительных приборов, измеряющих температуры расплава, что существенно затрудняет исполнение технологий высокоточного литья. Ученые Пермского Политеха с помощью вычислительных экспериментов разрабатывают новую технологию по удалению оксидных пленок с поверхности расплавов.
При использовании индукционных технологий металл разогревается и плавится с помощью переменного магнитного поля. Оно не только греет его, но и перемешивает расплав. С помощью математического моделирования разработчики изучили, как переменное магнитное поле влияет на движение расплава и образование оксидных пленок на его поверхности. Это позволило найти технологический режим, при котором можно удалять пленки в процессе плавки. Для этого были выбраны оптимальные конструкция индуктора, частота и напряженность переменного магнитного поля..
Исследователи Пермского национального исследовательского политехнического университета разработали математическую модель, которая описывает напряженное состояние оксидной пленки на поверхности расплава при различных параметрах переменного магнитного поля. Ученые исследовали структуру течений расплава и его состояние при различных режимах плавки и его взаимодействие с пленкой. Вычислительный эксперимент показал корректность работы математической модели.
Уникальность разработки пермских физиков заключается в учете множества факторов: связанных электромагнитных полей, гидродинамики движущегося расплава, теплового излучения, деформирования пленки вязкими силами со стороны расплава и ее влияния на течение металла.
Похожие статьи:
Новости промышленников → ОДК Ростеха освоили инновационный метод инерционной сварки трением для соединения жаропрочных материалов в авиастроении.
